分段弹芯对陶瓷/钢复合装甲的侵彻行为

针对高速弹靶作用时穿甲弹芯发生变形及破碎的现象,设计一种两级分段弹芯结构,采用有限元仿真软件对两级弹芯结构侵彻陶瓷/钢复合靶板进行数值模拟。根据弹靶作用过程中的弹靶破坏模式、两级弹芯结构的运动规律,对侵彻过程进行阶段分析,并在此基础上探讨弹芯长度比例、间隔距离等因素对两级弹芯结构侵彻性能的影响。研究结果表明:两级弹芯结构较普通弹芯的侵彻深度增加率可达到16%以上;两级弹芯长度比例和间距对侵彻效果影响较大,选择合理的长度比例和间距有助于提高两级分段弹丸对陶瓷/钢复合靶板的侵彻性能;研究结果为两级分段弹芯的设计及应用奠定了基础。

破片侵彻钢/陶瓷/钢复合板的特性分析

为了从理论角度分析钢/陶瓷/钢复合板抵御爆炸破片的侵彻能力,将钢/陶瓷/钢复合靶板简化为由单层的薄板(钢面板)与陶瓷/钢复合靶板组合而成,建立了破片侵彻复合板过程的理论分析模型。结合Florence模型推导了弹体穿透钢/陶瓷/钢复合靶板的剩余速度公式。采用非线性动力学计算程序AUTO-DYN模拟了圆柱形破片对钢/陶瓷/钢复合靶板的侵彻过程,模拟结果与理论计算结果吻合较好,推导得到的理论公式具有一定的工程实用性。

复相Al_2O_3基陶瓷/钢大气中直接钎焊连接界面的微观组织结构

在大气中对复相Al2O3基陶瓷与钢进行了直接钎焊连接。采用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等测试手段,对接头的微观组织形貌、特征点的成分和界面反应产物等进行了分析研究。结果表明,在一定的工艺条件下,可以实现复相Al2O3基陶瓷/钢在大气中的直接钎焊连接。复相Al2O3基陶瓷/钢的接合为元素的扩散和界面反应的综合结果,界面反应产生的新相主要为复合化合物FeWO4。

复相A1_2O_3基陶瓷/钢在大气中直接钎焊的连接工艺

为了实现陶瓷在非真空和无保护气氛条件下的连接,本文主要从材料设计和钎焊工艺两个方面研究解决陶瓷钎焊中的润湿性和应力裂纹两大难题,从而实现了所研陶瓷和钢在大气中的直接钎焊连接。

某陶瓷/钢复合装甲抗大质量破片侵彻能力研究

陶瓷/金属复合结构装甲具有质量轻、抗弹性能优异的特点,广泛应用于各类轻质装甲中。为得到某陶瓷/钢复合装甲抗大质量破片的侵彻能力,在与已有试验结果对比验证的基础上,运用ANSYS/LS-DYNA软件对大质量破片侵彻该陶瓷/钢复合装甲过程进行数值模拟,分析破片初速、装甲倾角对破片极限穿透速度和后效威力的影响,以及侵彻过程中破片能量变化,获得了该复合装甲的抗侵彻规律,并利用工程算法计算得到装甲防护系数。结果表明:随着装甲倾角的增加,破片极限穿透速度先减小后增大,剩余速度和剩余质量先增大后减小,装甲存在一个“最易侵彻角”;随着破片初速的增加,破片剩余速度呈线性递增,剩余质量呈线性递减;通过工程算法得到该装甲面密度为普通装甲钢的74%,对破片的防护系数达到1.5。

不同厚度陶瓷与钢背板复合抗弹丸穿甲能力的实验研究

采用12.7mm穿甲燃烧弹,研究陶瓷/钢复合装甲当陶瓷支撑钢板厚度不同时抗弹性能的变化情况。靶板采用Al2O3陶瓷作为面板,背板采用高强度钢板,装甲铝合金为基板,背板与面板之间应粘结良好。研究结果表明：陶瓷面板厚度为10mm时,随着钢背板厚度增加,整体结构的抗弹能力提高;陶瓷面板厚度为8mm,钢背板厚度为1-2mm时,抗弹能力随着背板厚度增加变化不显著;面/背板间高粘接强度可保证陶瓷面板具有优良抗弹性能。

预涂覆工艺对SHS陶瓷内衬复合管界面的影响

由弱反应体系TiO_2+C+Al和Ni按不同比例配合,组成预涂覆剂,对钢管内表面进行预涂覆处理,然后采用主燃烧体系CrO3+TiO2+C+Al+NiO制备SHS陶瓷内衬复合钢管,研究预涂覆工艺对复合管合成和陶瓷/钢界面的影响。试验发现,不同的涂覆剂对燃烧特性、陶瓷层组织结构以及陶瓷孔隙度和硬度影响不大,但对陶瓷/钢界面影响显著。当预涂覆剂配比为TiO2+C+90%(质量分数)Ni时,燃烧合成的复合管陶瓷/钢界面结合良好,形成了以含富钛碳化物的CrNi合金过渡层,过渡层中富钛碳化物呈梯度分布。与未采用预涂覆工艺制备的复合管相比,梯度分布更明显,复合管内应力分布趋于合理,提高了金属/陶瓷结合的牢固程度,表征界面结合强度的抗剪强度值达到46.2MPa。

射流侵彻陶瓷/橡胶/钢复合靶的数值仿真与实验研究

运用LS-DYNA动力学分析软件,对具有不同橡胶夹层厚度的陶瓷/橡胶/钢复合靶在30°和60°倾角下的射流侵彻情况进行了数值模拟。采用聚能装药基准弹,进行了剩余穿深实验,研究了射流侵彻陶瓷/橡胶/钢复合靶后射流速度、靶板变形和剩余穿深,分析了倾角和橡胶夹层厚度对复合靶抗射流侵彻性能的影响机理。结果表明:射流侵彻陶瓷/橡胶/钢复合靶的性能受倾角的影响很大,尤其是在大倾角下影响更为显著;橡胶夹层对射流侵彻性能有一定的影响,但其厚度的变化对射流侵彻性能的影响很小。